ASIL安全完整性等级

目录

[隐藏]

∙ 1 SIL的分配

∙ 2 SIL应用上的误解

∙ 3 SIL的认证

∙ 4 用到SIL的安全标准

∙ 5 参照

∙ 6 参考资料

∙7 外部链接

[编辑] SIL的分配

有许多种分配SIL的方式，一般常会合并使用，包括以下几种：

∙风险矩阵（Risk Matrices）

∙风险图（Risk Graphs）

∙防护层分析（Layers of Protection Analysis，LOPA）

[编辑] SIL应用上的误解

对于安全完整性等级的应用，存在有许多的问题及误解，大致有以下几项：

∙在应用安全完整性等级时，无法转换不同标准中标示的安全完整性等级。

∙依照可靠度的估计来估计安全完整性等级。

∙系统（特别是软件系统）的复杂度，使得安全完整性等级的估计困难到几乎不可能的程度。

上述误解会带来一些错误的陈述，包括“因为此系统开发时使用的流程是开发 SIL N 系统的标准流程，因此此系统是 SIL N 的系统”，或者断章取义的使用SIL，例如“这是一个 SIL N 的热交换器”。根据 IEC 61508，SIL 的概念和系统的失效率无关，只和系统的危险失效率（dangerous failure rate）有关。需要透过安全性分析的方式识别危险失效模式，才能决定其失效率[4]。

SIL等级越高的设备表示其安全可靠越高，但其价格也一定相对提高。而且若系统的SIL 等级越高，需要的硬件故障裕度也会提高，以确保在部份设备故障时不会有安全性问题。

[编辑] SIL的认证

国际电工协会（IEC）标准IEC 61508（后来变成IEC EN 61508）将SIL依其要求项目分为二大类：硬件安全完整性（hardware safety integrity）及系统安全完整性（systematic safety integrity）。设备或系统若要达到特定的SIL等级，需同时符合该等级二大类完整性的要求项目。

SIL有关硬件安全完整性的条件是以要求的机率分析为基础。若要达到特定的SIL等级，设备的最大危险失效机率（probability of dangerous failure）及最小安全故障失效比率（Safe Failure Fraction）需符合该等级SIL的要求。待测系统的“危险失效”需明确的定义，一般会以需求限制的方式表示，而其完整性也会在系统开发的过程中被验证。实际要达到的目标仍会依需求、设备复杂度及使用的冗余种类而不同。

IEC EN 61508 针对低要求操作模式（low demand operation）时，不同的安全完整性等级定义以下的要求失效概率（Probability of Failure on Demand，简称PFD）及风险减低系数（Risk Reduction Factor，简称RRF）：

安全完整性等级（SIL）要求失效概率（PFD）风险减低系数（RRF）

1 0.1-0.01 10-100

2 0.01-0.001 100-1000

3 0.001-0.0001 1000-10,000

4 0.0001-0.00001 10,000-100,000

连续操作模式下的要求失效概率及风险减低系数如下所示：

安全完整性等级（SIL）要求失效概率（PFD）风险减低系数（RRF）

1 0.00001-0.000001 100,000-1,000,000

2 0.000001-0.0000001 1,000,000-10,000,000

3 0.0000001-0.00000001 10,000,000-100,000,000

4 0.00000001-0.000000001 100,000,000-1,000,000,000

必须透过风险分析的流程，识别及分析控制系统的风险。然后会利用各种方式减轻风险，直到整体的风险降低到可接受的程度为止。风险的允许程度就是安全需求中的项目之一，表示成一段特定时间的目标危险失效概率（target probability of a dangerous failure），对应不同的SIL等级。

一般会用认证的方式确认一项设备是否符合特定的SIL等级[5]。符合认证的方式可以利用建立一个严谨的开发流程来达成，或者是搜集许多设备运作的历史资料，以实际的设备运作资料来证实此设备已达到特定的SIL等级。

电机及电子设备可以依据IEC 61508进行功能安全的认证，以说服客户此设备可以和客户的应用系统相容。IEC 61511是依据IEC 61508，应用在程序控制产业的标准，主要

用在石化产业及危险化学品的制造产业，也用在其他场合。

[编辑]用到SIL的安全标准

以下的标准都使用SIL来衡量可靠度或风险降低的程度。

∙ANSI/ISA S84

∙IEC EN 61508 - 功能安全基础标准

∙IEC 61511 - 过程工业功能安全标准

∙IEC 62061 - 工业机器功能安全标准

∙ISO 26262 - 道路汽车功能安全标准

∙EN 50128

∙EN 50129

∙MISRA - 衡量可靠度

∙Defence Standard 00-56 Issue 2 - 衡量事故后果

所有高完整性压力保护系统的主要零件均需通过SIL-3认证。

有许多是以IEC 61508为准的标也用到SIL，例如 IEC 62061、ISO 26262。[编辑]参考资料